Punti quantici e nanorodi: questo è il futuro strano e selvaggio della TV

C'erano una volta due opzioni per i televisori a grande schermo. I televisori LED (un televisore LCD con retroilluminazione a LED) offrivano la migliore opzione in termini di luminosità e risoluzione, mentre i videoproiettori erano la risposta chiara per chi apprezzava una dimensione dell'immagine davvero grande e la capacità di controllare l'ambiente leggero. Ma è successo più di dieci anni fa e, ragazzi, i tempi sono cambiati. Oggi abbiamo TV QLED, TV OLED e TV mini-LED (per non parlare dei nuovi proiettori a ottica corta alimentati a laser). Entro pochi mesi potrai aggiungere la TV MicroLED a quell'elenco.

Ma questo è solo l’inizio. Non lontano dall’orizzonte ci sono altre tre tecnologie che sembrano destinate a cambiare ulteriormente il panorama televisivo: lavoro su QNED, I display QD-OLED e QDEL si trovano in varie fasi di sviluppo e potremmo vedere la prima di queste innovazioni entro i prossimi 12 anni. mesi. Cosa diavolo significano tutti questi acronimi e, cosa più importante, in che modo influenzeranno le tue decisioni di acquisto della TV? Analizziamo questa zuppa alfabetica e troviamo alcune risposte.

Oggi: TV LED, TV QLED, mini-LED e TV OLED

TV LED

La più antica e conveniente delle tecnologie televisive di cui disponiamo oggi è la TV LED. È un termine improprio: tecnicamente parlando, un vero TV LED utilizzerebbe i LED per tutti gli aspetti dell’immagine che vedi, ma non è proprio quello che succede qui. Una TV LED è in realtà una TV LCD che utilizza i LED come fonte di luce, ma non li utilizza per produrre l’immagine finale. Questo compito spetta al pannello LCD e al successivo filtro colorato.

Puoi trovare TV LED a partire da $ 85 durante promozioni speciali come il Black Friday, il che li rende molto attraenti, ma i TV LED presentano anche degli svantaggi. La loro retroilluminazione consuma una discreta quantità di energia. I loro pannelli LCD sono bravi a far passare la luce, ma non così bravi a bloccarla, il che significa che i neri non sono così profondi o scuri come potrebbero essere. Infine, la luce bianca prodotta dalla retroilluminazione non è un bianco a spettro completo, quindi alcuni colori non sono possibili e altri non sono sempre accurati.

• TV LED vs. TV LCD

TV QLED

All’inizio degli anni 2010, Sony, Samsung e molte altre aziende hanno iniziato a sperimentare un materiale noto come punti quantici. Si è scoperto che questi semiconduttori nanoparticellari possiedono l'intrigante qualità di essere in grado di emettere frequenze di luce molto precise quando stimolati con una fonte di energia. Si sono inoltre rivelati estremamente efficienti nel convertire l’energia in luce.

I produttori di televisori si sono resi conto che, utilizzando uno strato di punti quantici finemente sintonizzati sopra una retroilluminazione a LED, potevano farlo riempire le parti dello spettro cromatico che mancavano al LED, creando così un bianco molto completo e puro leggero. Soprattutto, farlo non richiedeva praticamente alcuna energia aggiuntiva e il risultato era un'eccellente luminosità, volume del colore e precisione del colore. Questa è stata la nascita del LED a punti quantici (QLED), che è diventata la tecnologia di visualizzazione preferita per un'ampia varietà di televisori, dagli economici televisori 4K da 50 pollici fino ai televisori 4K da 50 pollici più economici. TV 8K da 98 pollici. I televisori QLED offrono attualmente il miglior rapporto prezzo/dimensioni dello schermo tra tutte le tecnologie TV basate su pannelli (i proiettori sono ancora il modo più economico per ottenere uno schermo ultra-large). Immagine).

Ma nonostante i colori di gran lunga superiori dei TV QLED, questi dipendono ancora da due variabili per controllare il contrasto e livelli di nero: oscuramento selettivo della retroilluminazione e blocco dell'eventuale luce rimanente con il display LCD matrice. Non è perfetto: molti televisori QLED si ritrovano ancora con neri che in realtà sono molto, molto grigi scuri, e in scene in cui sono molto scuri e molto sullo schermo sono presenti contemporaneamente elementi luminosi, si ottiene un "blooming": un leggero alone di luminosità che filtra nelle aree scure dello schermo Immagine.

Minitelevisore LED

Un modo per risolvere il problema del contrasto di QLED è esercitare un controllo ancora maggiore sulla retroilluminazione a LED. Una tipica retroilluminazione TV QLED è composta da centinaia di singoli LED, suddivisi in dozzine di zone. Spegnendo tutti i LED in una data zona si produce un nero gradevole e profondo, ma molto spesso le zone sono semplicemente troppo grandi per farlo senza influenzare negativamente parti dell'immagine.

I televisori mini-LED rappresentano un tentativo di risolvere questo problema aumentando drasticamente il numero di LED nella retroilluminazione, con migliaia di minuscoli LED invece di centinaia di LED più grandi. LED sempre più piccoli significano zone sempre più piccole, il che, come probabilmente avrai intuito, porta a un controllo ancora maggiore sulla luminosità (o oscurità) sullo schermo. Finora abbiamo visto solo pochi televisori Mini-LED, ma hanno già dimostrato che la strategia funziona. Questi televisori producono alcuni dei neri più profondi che abbiamo mai visto su un televisore con retroilluminazione LED.

Al momento, TCL è l’unico marchio televisivo che vende televisori Mini-LED, ma ci aspettiamo che praticamente tutti i marchi che ancora producono TV basati su QLED vendano modelli mini-LED nel 2021.

• Mini LED vs. TV QLED
• Recensione della TV Mini-LED TCL serie 6
• Recensione della TV Mini-LED TCL serie 8

TV OLED

E se potessi eliminare completamente la retroilluminazione e fare in modo che ogni pixel sullo schermo TV produca la propria luce e il proprio colore? Questo è esattamente il modo in cui funzionano i televisori LED organici (OLED). Ogni pixel OLED è una fabbrica di luce e colore autonoma, che offre ai televisori OLED due distinti vantaggi. Senza una retroilluminazione separata, sono incredibilmente sottili e possono persino essere trasformati in fogli flessibili e arrotolabili. L'assenza di retroilluminazione significa anche neri perfetti. Quando un singolo pixel OLED è spento, non emette alcuna luce. Semplicemente non c’è niente di più scuro dell’OLED in questo momento.

Per quanto spettacolari siano i televisori OLED, non possono raggiungere la luminosità dei televisori QLED e, in alcune situazioni, possono soffrire sia ritenzione (vedere parti di un'immagine precedente attaccarsi temporaneamente come un'ombra) e burn-in (quando la conservazione dell'immagine diventa permanente). Questo è uno sfortunato effetto collaterale degli OLED: più luminosi li rendi (facendo passare più corrente attraverso di essi), più breve sarà la loro durata. Inoltre, i televisori OLED tendono ad essere più costosi dei televisori QLED. Ciò è in parte dovuto al fatto che ci sono meno aziende che producono pannelli OLED, e ancora meno aziende che vendono televisori OLED, ma è anche perché il processo di produzione degli OLED è più nuovo e più costoso rispetto a quello dei QLED visualizza.

• TV OLED contro TV LED
• TV OLED contro TV QLED

Domani: TV MicroLED

Samsung ha appena annunciato che inizierà a vendere il i primi televisori destinati al consumatore realizzati con MicroLED tecnologia, che in precedenza aveva utilizzato solo in installazioni commerciali di fascia alta. I televisori MicroLED utilizzano lo stesso principio dell'OLED, in quanto ogni pixel MicroLED produce sia luce che colore, ma senza la necessità di retroilluminazione.

Poiché questi pixel utilizzano minuscoli LED, non OLED, possono raggiungere livelli impressionanti di luminosità, livelli di nero perfetti e non soffrono mai di burn-in perché i LED non ne risentono problema. Sembra il meglio di entrambi i mondi, e quasi lo è. Tuttavia, gli attuali display MicroLED presentano alcuni inconvenienti.

Per quanto piccoli siano questi LED, non possono diventare piccoli quanto gli OLED. Ciò significa che per qualsiasi dimensione della TV è possibile adattarsi in modo adeguato più OLED che MicroLED, motivo per cui il primo MicroLED di Samsung potrebbe essere ben 110 pollici, ma è comunque solo un 4K TV. Più grande è lo schermo, più visibili saranno i pixel con la stessa risoluzione.

C’è anche qualche dubbio sul consumo energetico del MicroLED. Quando ci è stato permesso di avvicinarci ai televisori MicroLED in luoghi come il CES 2020, il calore generato da questi display era palpabile. Non sappiamo se la versione Samsung da 110 pollici soffra dello stesso problema. Infine, c’è il prezzo: essendo la più recente delle attuali tecnologie di visualizzazione TV, i MicroLED saranno molto costosi finché la domanda non farà scendere il prezzo.

• Televisore MicroLED vs. Minitelevisore LED
• Televisore MicroLED vs. TV OLED

Nei prossimi 12-24 mesi: TV QD-OLED e TV QNED

TV QD-OLED

Per quanto intrigante sia la tecnologia MicroLED per i televisori di dimensioni ultra-grandi, la maggior parte delle persone avrebbe difficoltà a trovare un posto per uno di questi colossi, sempre che potessero permetterselo. Pertanto, è improbabile che vedremo un’acquisizione MicroLED dei televisori da 75 pollici o più piccoli. Ma ciò non significa che siamo bloccati nelle nostre tecnologie esistenti.

Quantum dot OLED (QD-OLED) è un nuovo modo di produrre pannelli display OLED che aiuta a risolvere due potenziali punti deboli degli attuali televisori OLED: la luminosità massima, il volume e la precisione dei colori.

Riprogettando il modo in cui i pixel OLED producono colore, con un piccolo aiuto dai punti quantici, i televisori QD-OLED eliminano la necessità di un filtro colore, che può assorbire fino al 70% della luce che lo attraversa. Questo cambiamento ha il potenziale per aumentare in modo significativo la quantità di luce che può raggiungere gli spettatori, senza compromettere il colore. Potrebbe anche aiutare a ridurre o eliminare il rischio di burn-in.

Gran parte di ciò non è dimostrato perché dobbiamo ancora vedere i primi televisori QD-OLED in azione, ma come trattiamo nel nostro Spiegazione QD-OLED, ci sono molte ragioni per essere ottimisti. Sappiamo che la divisione display di Samsung (Samsung Display) sta lavorando alla produzione di QD-OLED e ci aspettiamo di vedere i primi televisori QD-OLED annunciati da un marchio importante, forse TCL, nel 2021.

TVQNED

È possibile ottenere gli stessi neri perfetti di un TV OLED, senza la luminosità intrinseca limitazioni dell'OLED e senza l'uso di costosi MicroLED, o forse anche senza l'uso dell'OLED Tutto?

Questa è la promessa di diodi a nanoemissione quantistica (QNED). Al momento, la maggior parte dei televisori OLED utilizza materiale OLED blu come fonte di luce primaria. La luce blu può essere spostata verso il bianco con l'uso del materiale OLED giallo e quindi convertita in tutti i colori dell'arcobaleno con un filtro colorato, ma questa non è un'ottima soluzione né per la luminosità né per la precisione del colore, nonostante l'immagine complessiva impressionante della TV OLED qualità.

I televisori QD-OLED, come accennato in precedenza, eliminano il filtro colore, ma non cambiano il motore fondamentale della luminosità, che è ancora materiale OLED blu.

Una TV QNED sostituisce il materiale OLED con un’invenzione relativamente nuova chiamata LED a nanorod. I nanorod sono strutture cilindriche incredibilmente piccole che possono essere utilizzate per alloggiare ugualmente piccoli LED. La forma sfaccettata dei nanotubi aumenta la quantità di luce che i LED possono emettere e le loro dimensioni ridotte potrebbero essere un vantaggio per risoluzioni ultra elevate che funzionano bene oltre 8K.

Al momento, si ritiene che i produttori di televisori continueranno a fare affidamento sulla luce blu proveniente da questi LED nanorod come fonte di base di luminanza, con i punti quantici che continuano a convertire la luce LED blu in rossi e verdi, proprio come in un QD-OLED TV. Ma poiché i LED non sono suscettibili al burn-in, non c’è alcuno svantaggio nello spingere la massima quantità di corrente possibile, per ottenere la massima luminosità.

Sorprendentemente, questi miglioramenti potrebbero anche comportare una riduzione dei costi. Il materiale OLED è difficile da lavorare e anche le tecniche di produzione più avanzate vedono ancora il pannello rendimenti inferiori rispetto ai televisori QLED. Sostituire l'OLED con il LED a nanorod potrebbe comportare un notevole risparmio sui costi, se così fosse lavori.

I rapporti di inizio 2020 lo suggeriscono Samsung Display sta studiando come sostituire l'OLED blu nei suoi pannelli QD-OLED con LED blu nanorod, il che porterebbe alla vendita dei primi televisori QNED, forse già nel 2022.

2023 e oltre: TV QDEL

QDELTV

I punti quantici vengono attualmente utilizzati per convertire una lunghezza d’onda della luce in un’altra, quasi senza perdita di luminanza. Ecco perché vengono visualizzati nei display QLED, QD-OLED e QNED. Ma i punti quantici non si limitano a questo ruolo di intermediario. Possono anche essere energizzati direttamente utilizzando l'elettricità. Questa è nota come elettroluminescenza ed è la base della tecnologia QDEL (Quantum Dot Electroluminescent).

Invece di utilizzare punti quantici sintonizzati sul rosso e sul verde per convertire la luce blu, i display QDEL utilizzano tre punti quantici per pixel – rosso, verde e blu – che vengono alimentati direttamente utilizzando l’elettricità. Il risultato è un display che, sulla carta, potrebbe essere il Santo Graal della tecnologia televisiva.

Ogni pixel è autoemissivo, quindi, proprio come con i display basati su OLED, ottieni neri perfetti. I punti quantici decadono nel tempo, ma proprio come i display a LED, non c’è rischio di burn-in. L'assenza di filtri colorati significa che praticamente tutta la luce generata passa attraverso lo spettatore senza ostacoli, offrendoti più luminosità per watt di energia. E i punti quantici possono essere applicati in strati estremamente sottili, preservando tutta la flessibilità dell’OLED, cosa che MicroLED attualmente non può fare.

Perché non stiamo già costruendo display QDEL se sono così fantastici? Si scopre che mentre i punti quantici con regolazione del rosso e del verde sono stati prodotti con successo su larga scala, i punti quantici blu sono più difficili da realizzare. Si stanno facendo progressi, ma i punti quantici blu di oggi non emettono ancora abbastanza luminanza su cui fare affidamento per un vero display QDEL.

Raccomandazioni degli editori

• Sony rilascia i prezzi dei TV per il 2023 con una grande eccezione
• Samsung rivela accidentalmente il prezzo della sua TV QD-OLED da 77 pollici
• Mini TV LED TCL QM8 al CES 2023: un gigante da 98 pollici con subwoofer integrato
• Samsung conferma il pannello QD-OLED ultraluminoso da 77 pollici per il CES 2023. Sarà una televisione?
• Questo straordinario TV 4K pieghevole ora costa il 50% in meno, ma non puoi ancora permettertelo